package com.hfb.mashibing.alip8.diamondsquarealgorithm.class00;

import com.hfb.mashibing.alip8.util.ArrayUtils;

/**
 * 堆排序的大概步骤如下:
 *
 * 构建最大堆。
 * 选择顶，并与第0位置元素交换
 * 由于步骤2的的交换可能破环了最大堆的性质，第0不再是最大元素，
 * 需要调用maxHeap调整堆(沉降法)，如果需要重复步骤2
 *
 * 堆排序中最重要的算法就是maxHeap，
 * 该函数假设一个元素的两个子节点都满足最大堆的性质(左右子树都是最大堆)，
 * 只有跟元素可能违反最大堆性质，那么把该元素以及左右子节点的最大元素找出来，
 * 如果该元素已经最大，那么整棵树都是最大堆，程序退出，否则交换跟元素与最大元素的位置，
 * 继续调用maxHeap原最大元素所在的子树。该算法是分治法的典型应用。
 */
public class Code02_HeapSort {
		public static void main(String[] args) {
			int[] array = { 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3 };

			System.out.println("Before heap:");
			ArrayUtils.printArray(array);

			heapSort(array);

			System.out.println("After heap sort:");
			ArrayUtils.printArray(array);
		}

		public static void heapSort(int[] array) {
			if (array == null || array.length <= 1) {
				return;
			}

			buildMaxHeap(array);

			for (int i = array.length - 1; i >= 1; i--) {
				ArrayUtils.exchangeElements(array, 0, i);

				maxHeap(array, i, 0);
			}
		}

		private static void buildMaxHeap(int[] array) {
			if (array == null || array.length <= 1) {
				return;
			}

			int half = array.length / 2;
			for (int i = half; i >= 0; i--) {
				maxHeap(array, array.length, i);
			}
		}

		private static void maxHeap(int[] array, int heapSize, int index) {
			int left = index * 2 + 1;
			int right = index * 2 + 2;

			int largest = index;
			if (left < heapSize && array[left] > array[index]) {
				largest = left;
			}

			if (right < heapSize && array[right] > array[largest]) {
				largest = right;
			}

			if (index != largest) {
				ArrayUtils.exchangeElements(array, index, largest);

				maxHeap(array, heapSize, largest);
			}
		}
	}
